CN108169788A - 一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪 - Google Patents

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徐静
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Abstract

本发明涉及辐射监测技术领域，具体公开了一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，包括前端信号采集盒与主机平台，两者既可以通过有线的方式传输数据，也可以通过无线的方式实现数据传输。本发明γ谱仪能够快速准确地测量放射性核素及识别核素种类，增加了测试者与被测目标之间的距离，进一步减小了射线对人体造成的伤害。

Description

一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪
技术领域
本发明属于辐射监测技术领域，具体涉及一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪。
背景技术
γ能谱仪能够测量放射性核素的种类和活度，已越来越多地应用于放射性矿床勘查、核泄漏和核废物监测、工业生产核燃料监测、货物运输监测、环境辐射场调查等方面，同时对于铀矿勘查和核电站及相关设施的环境辐射检测也起着重要作用。
γ能谱仪一般由前端探测器、主放电路、多道分析器和主机等四部分组成。由于被测物体放出的γ射线对人体有一定的电离辐射伤害，因此使用者在操作γ能谱仪时，通常的做法为在不影响操作的情况下，操作者尽可能地远离被测物体。但前端探测器距离被测物体太远时，将影响探测效率，因此用户通常希望在远离操作物体和电离辐射的同时，也能对γ能谱仪进行操作。
为了解决上述问题，市场上推出了基于PDA(Personal Digital Assistant)的便携式γ谱仪，用户使用PDA通过蓝牙与前端探测器通信。而采用蓝牙传输功耗较大，使得仪器工作时间较短，传输距离也较短，一般仅为10米左右，难以满足用户的实际要求。同时PDA的显示屏尺寸较小，一般仅为2.8寸，很难辨清γ能谱仪测得的1024道全谱信息，按键操作也相对较繁琐。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，其特性是：低功耗、低成本、短时延、高容量和高安全。在发射功率为0dBm的情况下，蓝牙通常只能有10米的作用范围，而ZigBee在室外空旷地带可以达到400米。ZigBee网络可容纳多达65000个节点，网络中的任意节点之间都可进行数据通讯；而蓝牙只能是点对点通信。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，实现放射性核素的远距离探测。
本发明的技术方案如下：
一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，包括前端信号采集盒与主机平台；
所述的前端信号采集盒为圆柱体形状，在其内部由下至上依次设有NaI探测器、主放电路及多道分析器、ZigBee模块一和锂电池；
在前端信号采集盒的外部上表面设有把手、ZigBee模块天线、有线通信接口一、锂电池充电孔和电源开关；
所述的NaI探测器由NaI(Tl)晶体、光电倍增管和前放电路组成，可以将探测到的γ射线转换成电信号并进入后续主放电路及多道分析器，其中主放电路可以将电信号进行放大，然后通过多道分析器将电信号转换成数字信号；
所述的ZigBee模块一将数字信号通过ZigBee模块天线传送到主机平台；
所述的主机平台包括显示屏、计算机、有线通信接口二和ZigBee模块二；
所述的计算机为微型计算机，外接ZigBee模块二，ZigBee模块二与ZigBee模块一之间实现无线数据传输；在主机平台上设置的有线通信接口二与有线通信接口一相连，接收从有线通信接口一发出的数字信号，实现有线数据传输；
在所述的计算机中安装有多道分析软件和大容量存储设备，用于对数据进行分析处理和存储。
所述锂电池为定制电池，可根据仪器的工作时间定制电池的大小和尺寸。
所述的把手的两端均固定在盒体的上表面上，以盒体上表面的圆心为中心对称，方便提放。
所述的显示屏为触摸操作屏。
所述的计算机含网口、串口和USB口，选择其中任意一个接口外接ZigBee模块二。
所述的有线通信接口一和有线通信接口二为网口、串口和USB口中的一种。
ZigBee模块一与ZigBee模块二之间的无线数据传输距离达到2000米。
一个主机平台可以同时监控多个前端信号采集盒采集到的数据信息。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明γ谱仪能够快速准确地测量放射性核素及识别核素种类，并且尽可能地减少对人体的伤害。
(2)本发明γ谱仪采用ZigBee无线传输技术，功耗低，延长了仪器工作时间。
(3)本发明γ谱仪的探测距离可达到2000米，增加了测试者与被测目标之间的距离，进一步减小了射线对人体造成的伤害。
(4)本发明γ谱仪的主机平台采用10寸大屏触摸操作，测得的全谱数据信息一目了然，方便易用。
(5)本发明γ谱仪可在多个点放置前端信号采集盒，只需一台处理终端即可获得各个测试点的测量数据，满足用户的实际多用途要求。
附图说明
图1为前端信号采集盒示意图；
图2为主机平台示意图。
图中：1.NaI探测器；2.主放电路及多道分析器；3.ZigBee模块一；4.锂电池；5.把手；6.ZigBee模块天线；7.有线通信接口一；8.锂电池充电孔；9.电源开关；10.计算机；11.有线通信接口二；12.ZigBee模块二。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-2所示的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，包括前端信号采集盒与主机平台。
所述的前端信号采集盒为圆柱体形状，在其内部由下至上依次设有NaI探测器1、主放电路及多道分析器2、ZigBee模块一3和锂电池4。在前端信号采集盒的外部上表面设有把手5、ZigBee模块天线6、有线通信接口一7、锂电池充电孔8和电源开关9。
所述的NaI探测器1由NaI(Tl)晶体、光电倍增管和前放电路组成，可以将探测到的γ射线转换成电信号并进入后续主放电路及多道分析器。所述的主放电路可以将电信号进行放大，然后通过多道分析器将电信号转换成数字信号。
所述锂电池4为定制电池，可根据仪器的工作时间定制电池的大小和尺寸。
所述的把手5的两端均固定在盒体的上表面上，以盒体上表面的圆心为中心对称，方便提放。
所述的ZigBee模块一3可以将数字信号通过ZigBee模块天线6传送到主机平台。本实施例的无线ZigBee模块传输距离最远能够达到2000米。
所述有线通信接口一7可以选择网口、串口或USB口，用于将数字信号通过有线方式传送到主机平台。
所述的主机平台包括显示屏、计算机10、有线通信接口二11和ZigBee模块二12。
所述的显示屏为触摸操作屏，大小为十寸。
所述的计算机10为微型计算机，含网口、串口和USB口等丰富接口资源，选择其中任意一个接口外接ZigBee模块二12，ZigBee模块二12与ZigBee模块一3之间实现无线数据传输。同时，在主机平台上设置的有线通信接口二11与有线通信接口一7相连，实现有线数据传输。
在所述的计算机10中安装有多道分析软件和大容量存储设备，用于对数据进行分析处理和存储。
所述有线通信接口二11与有线通信接口一7相连，可以接收从有线通信接口一7发出的数字信号，实现有线传输，便于在电磁环境恶劣的情况下使用。所述的有线通信接口二11可以选择网口、串口或USB口。
一个所述的主机平台可以同时监控多个前端信号采集盒采集到的数据信息。
使用时，将前端信号采集盒置于放射源附近，γ射线经NaI探测器1收集后变成电信号，再经主放电路和多道分析器处理后变成数字信号，数字信号通过ZigBee模块一3传到远处的主机平台，使用者在远处操作主机平台即可接收并分析处理前端信号采集盒对放射源进行探测后得到的数据信息。
同时，利用ZigBee模块的自组网功能可以在不同的点放置前端信号采集盒，通过一个主机平台即可接收各个探测点的数据信息，满足用户的实际多用途要求。

Claims (8)

1.一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：包括前端信号采集盒与主机平台；
所述的前端信号采集盒为圆柱体形状，在其内部由下至上依次设有NaI探测器(1)、主放电路及多道分析器(2)、ZigBee模块一(3)和锂电池(4)；
在前端信号采集盒的外部上表面设有把手(5)、ZigBee模块天线(6)、有线通信接口一(7)、锂电池充电孔(8)和电源开关(9)；
所述的NaI探测器(1)由NaI(Tl)晶体、光电倍增管和前放电路组成，可以将探测到的γ射线转换成电信号并进入后续主放电路及多道分析器(2)，其中主放电路可以将电信号进行放大，然后通过多道分析器将电信号转换成数字信号；
所述的ZigBee模块一(3)将数字信号通过ZigBee模块天线(6)传送到主机平台；
所述的主机平台包括显示屏、计算机(10)、有线通信接口二(11)和ZigBee模块二(12)；
所述的计算机(10)为微型计算机，外接ZigBee模块二(12)，ZigBee模块二(12)与ZigBee模块一(3)之间实现无线数据传输；在主机平台上设置的有线通信接口二(11)与有线通信接口一(7)相连，接收从有线通信接口一(7)发出的数字信号，实现有线数据传输；
在所述的计算机(10)中安装有多道分析软件和大容量存储设备，用于对数据进行分析处理和存储。
2.如权利要求1所述的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：所述锂电池(4)为定制电池，可根据仪器的工作时间定制电池的大小和尺寸。
3.如权利要求1所述的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：所述的把手(5)的两端均固定在盒体的上表面上，以盒体上表面的圆心为中心对称，方便提放。
4.如权利要求1所述的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：所述的显示屏为触摸操作屏。
5.如权利要求1所述的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：所述的计算机(10)含网口、串口和USB口，选择其中任意一个接口外接ZigBee模块二(12)。
6.如权利要求1所述的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：所述的有线通信接口一(7)和有线通信接口二(11)为网口、串口和USB口中的一种。
7.如权利要求6所述的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：ZigBee模块一(3)与ZigBee模块二(12)之间的无线数据传输距离达到2000米。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种基于无线传输技术的多用途γ谱仪，其特征在于：一个主机平台可以同时监控多个前端信号采集盒采集到的数据信息。
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